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圆形锚碇地连墙支护体系结构受力特性研究及施工监测分析
| 论文题名： | 圆形锚碇地连墙支护体系结构受力特性研究及施工监测分析 |
| 关键词： | 圆形地连墙;轴对称有限元法;环向刚度折减;支护体系;监测分析;结构受力特性;特大悬索桥 |
| 摘要： | 圆形锚碇地连墙支护体系结构由于其良好的空间受力特性，现已被广泛应用到特大悬索桥锚碇工程设计、施工中。但目前圆形地连墙设计理论仍落后于工程实践，有必要对其展开针对性研究。本文拟分析圆形地连墙现行计算方法中有待改进的四个方面，然后基于薄壳理论推导了地基双向弹簧条件下圆形地连墙的基本微分方程，改进计入位移影响的非线性土体弹簧模型，引入连续弹簧模拟环形内衬，采用增量法和随开挖步增加弹簧的方法考虑施工过程影响，编制有限元计算程序;并以虎门二桥坭洲水道桥锚碇基坑为工程实例，给出圆形基坑信息化监控技术方案，详细分析锚碇基坑各类监测数据的变化特征，探讨基坑每层土体开挖对圆形地连墙受力特性的影响，分析墙后土压力分布规律;最后将FLAC三维有限差分法、本文的轴对称有限元法计算结果以及实测数据进行对比分析，验证轴对称有限元法的合理性，以供类似工程参考。 本文的主要研究工作结论如下: (1)指出了规范法无法获得地连墙、内衬的环向应力，以及地连墙两侧土压力发展过程、圆形地连墙刚度修正系数取值方法等缺陷; (2)通过系列试验探讨了地连墙刚度折减系数α的具体计算方法，所得到的α值与环向应力水平有关，其范围在0.467-0.679之间; (3)基于薄壳理论推导了地基双向弹簧条件下圆形地连墙的基本微分方程，改进计入位移影响的非线性土体弹簧模型，引入连续弹簧模拟环形内衬，采用增量法和随开挖步增加弹簧的方法考虑施工过程影响，编制有限元计算程序; (4)施工过程中土体开挖及内衬施工对地连墙应力影响最大，是相应深度地连墙应力达到峰值的主要原因，其影响范围为上下两倍当层开挖深度;圆形地连墙墙后土体具有空间效应，实测土压力值小于主动土压力理论计算值; (5)轴对称有限元法能有效的考虑圆形地连墙的空间效应，可较好反映圆形地连墙受力与变形规律，为设计提供全面的参考依据。 |
| 作者： | 凡子义 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 贺炜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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